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1、科 学 探 究 专 题徐其飞1学校教课1、科学探究的基本过程：、科学探究的基本过程：提出问题提出问题-猜想和假设猜想和假设-设计实验设计实验-观察和实验观察和实验-得出结论得出结论-评价交流评价交流2、科学实验探究题设置的问题类型：、科学实验探究题设置的问题类型：（1）与提出问题、实验目的、得出结论有关）与提出问题、实验目的、得出结论有关（2）与猜想、假设有关）与猜想、假设有关（3）与设计实验有关）与设计实验有关（4）与实验方案评价有关）与实验方案评价有关2学校教课谈谈你在平时考试或练习时解谈谈你在平时考试或练习时解实验探究题有哪些困难实验探究题有哪些困难1 1 1 1、题目太长，看到后面忘了
2、前面，容易烦躁、题目太长，看到后面忘了前面，容易烦躁、题目太长，看到后面忘了前面，容易烦躁、题目太长，看到后面忘了前面，容易烦躁; ; ; ;2 2 2 2、书写、表达时有困难、书写、表达时有困难、书写、表达时有困难、书写、表达时有困难; ; ; ;3 3 3 3、关于实验有何不足之处或合理与否不知从哪个方、关于实验有何不足之处或合理与否不知从哪个方、关于实验有何不足之处或合理与否不知从哪个方、关于实验有何不足之处或合理与否不知从哪个方面入手思考面入手思考面入手思考面入手思考; ; ; ;3学校教课例题例题：（08宁波）宁波）小科同学在探究小科同学在探究“压力的作用效果与压力的作用效果与受力面
3、积大小的关系受力面积大小的关系”时，做了如图甲、乙所示实验。时，做了如图甲、乙所示实验。（1 1）实验能够得到的结论是：）实验能够得到的结论是： ；（2 2）若想继续探究）若想继续探究“压力的作用效果与压力大小的关系压力的作用效果与压力大小的关系”，应再做图，应再做图 （填（填“丙丙”或或“丁丁”）所示实验。）所示实验。压力压力压力压力一定时一定时一定时一定时，受力面积受力面积受力面积受力面积越小，越小，越小，越小，压力的作用效果压力的作用效果压力的作用效果压力的作用效果越明显。越明显。越明显。越明显。 丁丁丁丁（一）与提出问题、实验目的、得出结论有关（一）与提出问题、实验目的、得出结论有关4
4、学校教课方法指导：1、对实验数据、图表分析并总结得出结论、对实验数据、图表分析并总结得出结论,注注意表述的意表述的完整性完整性，如：，如：在在相同（一定）时，相同（一定）时，怎样怎样怎样怎样2、对实验结果应进行、对实验结果应进行综合、全面综合、全面分析分析,注意隐注意隐藏在表面现象及数据后的科学实质。藏在表面现象及数据后的科学实质。5学校教课（08绍兴）为了解了解环境因素境因素对维生素生素C C含量的影响，从而更好地含量的影响，从而更好地保存有关食物，某保存有关食物，某兴趣小趣小组同学根据同学根据维生素生素C C可使高可使高锰酸酸钾(KMnO(KMnO4 4) )溶液褪色的原理，溶液褪色的原理
5、，进行了如下表所示的行了如下表所示的实验。编编号号维生素维生素C溶液的处理方法溶液的处理方法 使使40毫升毫升KMn04溶液褪色的溶液褪色的平均滴数平均滴数1 放置于室内暗处放置于室内暗处0.5小时小时 152 强烈阳光直射强烈阳光直射5小时后，放置小时后，放置于室内暗处于室内暗处0.5小时小时 223 煮沸煮沸l0分钟后，放置于室内暗分钟后，放置于室内暗处处0.5小时小时 21(1)(1)他他们探究了探究了_ _ _； (2)(2)比比较1 1和和2 2能能够得到的得到的结论是：是： ；比比较1 1和和3 3能能够得到的得到的结论是：是： ；通通过实验得到得到结论是：是： ；光照、温度光照、
6、温度光照、温度光照、温度对维生素对维生素对维生素对维生素C C的影响情况的影响情况的影响情况的影响情况6学校教课（二）与猜想、假设有关（二）与猜想、假设有关例例题（08温州）温州）为了研究影子了研究影子长度与哪些因素有关，某科学度与哪些因素有关，某科学兴趣趣小小组的同学做了如的同学做了如图实验：在水平地面上：在水平地面上竖直固定一根直固定一根长杆，杆，长杆上装有一个可以上下移杆上装有一个可以上下移动的点光源的点光源A A，再在地面上，再在地面上竖立一根短木立一根短木条条( (短木条始短木条始终低于点光源低于点光源A)A)。(1)(1)保持短木条的保持短木条的长度和位置不度和位置不变，该同学将点
7、光同学将点光源源A A从从图示位置逐示位置逐渐向上移向上移动，测得数据如下表：得数据如下表： 点光源的高度Hcm2030405060影子长度Lcm3015107.56则该科学科学兴趣小趣小组同学做此同学做此实验，想要，想要验证的假的假设是是 ；通通过实验，得到的，得到的结论是：是： 。 (2)分析上述实验数据还可得出：在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)影子的长度影子的长度 可能可能与与有关有关点光源的高度点光源的高度短木条长度和位置相同时，点光源高度增加，影子长度变短7学校教课方法指导：方法指导： （1）提出问题与假设
8、应）提出问题与假设应与科学有关，并合与科学有关，并合 乎题意。乎题意。（2）确确定定某某个个变变量量，变变动动其其它它变变量量，作作出出假设。假设。 句式：句式：某某某某可能与可能与某某某某有关有关 某某怎样，某某会怎样某某怎样，某某会怎样8学校教课例例1 1 小明发现家里在用皮小明发现家里在用皮碗挂东西，那么皮碗所能承碗挂东西，那么皮碗所能承受的物体重力大小与什么因受的物体重力大小与什么因素有关呢？请你提出一种猜素有关呢？请你提出一种猜想想 ；你猜想的依据；你猜想的依据又是什么？又是什么？ 9学校教课分析成因分析成因我们首先需要弄清的是：皮碗为我们首先需要弄清的是：皮碗为什么能吸附在墙上？那
9、实际上是因为什么能吸附在墙上？那实际上是因为大气在皮碗上形成较大的压力，从而大气在皮碗上形成较大的压力，从而使皮碗在墙壁上受到较大的摩擦力。使皮碗在墙壁上受到较大的摩擦力。猜想方向猜想方向影响皮碗在墙壁上所受摩擦力影响皮碗在墙壁上所受摩擦力的相关因素。的相关因素。影响大气在皮碗上形成的压力影响大气在皮碗上形成的压力的相关因素。的相关因素。10学校教课猜想猜想依据依据1 1S S皮碗皮碗的大小的大小 p p0 0相同时，相同时，F F大小与大小与S S受力受力有关有关 2 2墙面的光滑墙面的光滑程度程度 F F相同时，接触面越粗糙，相同时，接触面越粗糙，f f越越大大 3 3皮碗内排气皮碗内排气
10、程度程度 皮碗内空气排除越多，内外皮碗内空气排除越多，内外p p越大越大 4 4制作皮碗的制作皮碗的材料材料 材料弹性不同，能排除气体程材料弹性不同，能排除气体程度不同度不同 5 5 答案答案11学校教课（08衢州）衢州）用菊花冲泡菊花茶用菊花冲泡菊花茶时，某同学，某同学发现菊花的花瓣会菊花的花瓣会变成浅成浅绿色。通色。通过查阅资料得知，料得知，这是由于花色素是由于花色素发生生变化的化的缘故，并不故，并不影响菊花茶的品影响菊花茶的品质。后来。后来该同学又同学又发现用不同的水冲泡菊花用不同的水冲泡菊花时，变色的情况又不同。色的情况又不同。为研究研究这一一问题，他开展了探究活，他开展了探究活动。冲
11、泡菊花的水冲泡菊花的水 煮沸的井水（弱碱性）煮沸的井水（弱碱性）煮沸的煮沸的纯净水中水中滴有白醋滴有白醋煮沸的煮沸的纯净水水变色情况色情况变浅浅绿色色变浅浅绿色色几乎不几乎不变色色(1)(1)他按一定的步他按一定的步骤进行了探究行了探究实验，其，其结果如下表：果如下表：试分析，分析，实验前前该同学建立的假同学建立的假设是是_ _ _。(2)(2)该同学猜同学猜测花瓣花瓣变绿快慢快慢还与与 有关，他在有关，他在进一步一步实验时设计了下表，了下表，请在表中在表中“ ”处填上合适的填上合适的项目。目。水温（水温（）707080809090100100菊花变浅绿色菊花变浅绿色可能可能与与水的酸碱性水的
12、酸碱性有关有关水的温度水的温度变色所需的时间变色所需的时间12学校教课（三）与实验设计有关（三）与实验设计有关关键：关键：关键：关键：控制变量法控制变量法控制变量法控制变量法设置对照组设置对照组设置对照组设置对照组13学校教课材料：材料：草履虫是单细胞原生动物的代表草履虫是单细胞原生动物的代表,它喜欢生活在稻它喜欢生活在稻田、水沟或水不大流动的池塘中，以细菌和单细胞藻类田、水沟或水不大流动的池塘中，以细菌和单细胞藻类为食。为食。1、某研究性学习小组在草履虫的采集和培养过程中，、某研究性学习小组在草履虫的采集和培养过程中，又有了很多新的发现，进行探究又有了很多新的发现，进行探究(培养皿中各加入培
13、养皿中各加入40只生只生长良好的草履虫长良好的草履虫),记录下表数据记录下表数据:通过分析，你认为他们想探究的问题是：通过分析，你认为他们想探究的问题是：实验实验次数次数水质水质温度温度/pHpH2 2天后培养皿中存天后培养皿中存活的草履虫数量活的草履虫数量清洁的河水清洁的河水25257 73838清洁的河水清洁的河水10107 71717蒸馏水蒸馏水25257 75 5温度对草履虫的生存影响？温度对草履虫的生存影响？水质对草履虫的生存影响？水质对草履虫的生存影响？清洁的河水清洁的河水25255 5清洁的河水清洁的河水25259 9pH值对草履虫的生存影响？值对草履虫的生存影响？14学校教课3
14、 3、多多次次实实验验( (或或增增加加样样本本数数量量) )，增增加加实实验验的的可靠性和准确性。可靠性和准确性。设计实验要注意什么？设计实验要注意什么？1 1、涉及生物的实验设计，应使该生物处在最、涉及生物的实验设计，应使该生物处在最佳生存状态。佳生存状态。 2 2、设置对照实验、设置对照实验（控制变量）控制变量）15学校教课例题例题（08杭州）土壤中含有植物生长所必需的各种无机杭州）土壤中含有植物生长所必需的各种无机盐，该同学为了验证镁是其中植物正常生长所必需的元素，盐，该同学为了验证镁是其中植物正常生长所必需的元素，设计了如下实验，选择两盆生长状况相似的甲种植物，在设计了如下实验，选择
15、两盆生长状况相似的甲种植物，在一盆甲种植物的土壤中浇灌蒸馏水，在另一盆甲种植物的一盆甲种植物的土壤中浇灌蒸馏水，在另一盆甲种植物的土壤中浇灌等量的含镁离子的蒸馏水，保持其它实验条件土壤中浇灌等量的含镁离子的蒸馏水，保持其它实验条件相同，观察比较两盆相同，观察比较两盆植物的生长情况，你认为这植物的生长情况，你认为这样的设计合理吗？样的设计合理吗？；理由是理由是。不合理不合理不合理不合理因为甲、乙两盆的土壤中都含镁离子因为甲、乙两盆的土壤中都含镁离子因为甲、乙两盆的土壤中都含镁离子因为甲、乙两盆的土壤中都含镁离子（四）与实验方案评价有关（四）与实验方案评价有关即判断是否合理或有什么不足之处即判断是
16、否合理或有什么不足之处16学校教课实验方案评价实验方案评价的方法的方法一看是否科学可行（合理与不合理）一看是否科学可行（合理与不合理）一看是否科学可行（合理与不合理）一看是否科学可行（合理与不合理）有无遵照单一变量原则、有无对照组，若有则设计是否合理有无遵照单一变量原则、有无对照组，若有则设计是否合理有无对照组，若有则设计是否合理、按照设计是否能得到我们所预期的结论有无对照组，若有则设计是否合理、按照设计是否能得到我们所预期的结论二看是否安全环保二看是否安全环保二看是否安全环保二看是否安全环保三看是否经济简便三看是否经济简便三看是否经济简便三看是否经济简便17学校教课 (07(07(07(07
17、嘉嘉嘉嘉兴兴) ) ) ) 某中学某中学兴趣小趣小组在学在学习了青蛙的个体了青蛙的个体发育后，开展育后，开展“各种各种污染物染物对青蛙受精卵孵化率的影响青蛙受精卵孵化率的影响 的探究活的探究活动。 他他们采集了一定数量的青蛙受精卵，以醋、洗采集了一定数量的青蛙受精卵，以醋、洗涤剂、氨水、氨水作作为污染物，在培养皿中染物，在培养皿中进行行实验观察。察。 (1)(1)在在3 3个培养皿中加入等量的清水，并个培养皿中加入等量的清水，并编号号l l、2 2、3 3；再分；再分别加入上述等加入上述等质量的量的污染物。染物。 (2)(2)把青蛙受精卵分成三等份把青蛙受精卵分成三等份( (各各100100粒
18、粒) )，分，分别放入上述培养皿放入上述培养皿中，在相同适宜的中，在相同适宜的环境中孵化。境中孵化。 (3)实验时需要定时观察记录的内容是 。 (4)由实验可知，青蛙的有性生殖方式为 (选填“卵生”“胎生或“卵胎生)。 (5)(5)他他们的的实验方案方案还存在不完善的地方，存在不完善的地方，请写出写出一条改一条改进建建议。实验中应增加对照组实验中应增加对照组实验中应增加对照组实验中应增加对照组18学校教课通过今天的学习，请谈谈如何解通过今天的学习，请谈谈如何解科学实验探究题？科学实验探究题？ 5、平时复习时，要注重实验1、仔细读题，明确实验目的明确实验目的2、明确变量明确变量： 确定变化的量变
19、化的量和控制不变的量控制不变的量 4、进行实验评价评价时该多方位思考多方位思考3、语言表达要规范、扣题、完整19学校教课 要注重设计实验的可行要注重设计实验的可行性，预见试验中将会出性，预见试验中将会出现的矛盾。现的矛盾。20学校教课例例1 1 量筒的应用量筒的应用(1)(1)用量筒测不规则固体体积的步用量筒测不规则固体体积的步骤如下：骤如下： a.a.在量筒中注入适量的在量筒中注入适量的水，读出此时水面所对应的示数水，读出此时水面所对应的示数V V1 1； b.b.把把固体浸没在盛有适量水的量筒中，固体浸没在盛有适量水的量筒中，读出此时水面所对应的示数读出此时水面所对应的示数V V2 2，则
20、，则待测固体的体积待测固体的体积V V_。(2) (2) 上述操作过程中，向量筒中注上述操作过程中，向量筒中注水多少才是水多少才是“适量适量”的？的？V V2 2V V1 1a.a.水最少能把固体水最少能把固体“浸没浸没”在水中；在水中；b.b.水最多在物体没水中后，水面仍低于量水最多在物体没水中后，水面仍低于量筒的量程。筒的量程。mlml21学校教课(3)(3)小明有一枚质量为小明有一枚质量为3.1g3.1g的金币，他查阅资料得知：的金币，他查阅资料得知：黄金类别黄金类别24K24K黄金黄金22K22K黄金黄金18K18K黄金黄金密度（密度（g/cmg/cm3 3）19.2619.2617.
21、6517.6515.1515.15他想用量筒（左图）测出这枚金币的体积，然后计算他想用量筒（左图）测出这枚金币的体积，然后计算其密度，以此鉴别黄金类别你认为该方案可行吗？其密度，以此鉴别黄金类别你认为该方案可行吗？mlml分析分析 从原理上讲，用量筒测金币体积，再算从原理上讲，用量筒测金币体积，再算其密度，就可以从表中查出该金币的黄金类别；其密度，就可以从表中查出该金币的黄金类别；但金币体积过小，在它浸没水中前后液面变化但金币体积过小，在它浸没水中前后液面变化不大，这样测体积误差太大。不大，这样测体积误差太大。答案答案不能。经计算可知：不能。经计算可知：3.1g3.1g金币的体积在金币的体积在
22、0.160.16cm3与与0.200.20cm3之间，远小于该量筒的分度值（之间，远小于该量筒的分度值（2ml2ml），所以不），所以不能用这个量筒测这枚金币的体积能用这个量筒测这枚金币的体积22学校教课 启示启示 使用实验器材要特使用实验器材要特别注意其量程和最小分别注意其量程和最小分度值，根据实验具体要度值，根据实验具体要求选择合适的器材。求选择合适的器材。23学校教课 例例 在探究在探究“声音能不声音能不能在真空中传播？能在真空中传播？”时时我们发现，现有的实验我们发现，现有的实验设备难以将玻璃罩内抽设备难以将玻璃罩内抽成真空状态，在这种情成真空状态，在这种情况下，你想选用什么方况下，你
23、想选用什么方法突破这一难题？法突破这一难题？24学校教课分析分析本实验中的现象是随着罩内空气的不断本实验中的现象是随着罩内空气的不断抽出，听到铃声越来越弱。但最后还是能听抽出，听到铃声越来越弱。但最后还是能听到声音，主要是由于难以将玻璃罩内抽成真到声音，主要是由于难以将玻璃罩内抽成真空状态，还有周围的固体还能传声。这时推空状态，还有周围的固体还能传声。这时推理法就显得尤为重要，它能够突破实验条件理法就显得尤为重要，它能够突破实验条件的限制，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，得的限制，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，得出结论。出结论。答案答案 我们可以在现有的实验现象的基础上进一步我们可以在现有的实验现象
24、的基础上进一步推理，从而得出结论：如果罩内被抽成真空，将不推理，从而得出结论：如果罩内被抽成真空，将不能听到铃声，由此得出能听到铃声，由此得出“声音不能在真空中传播声音不能在真空中传播”的结论。的结论。25学校教课例例1 1 以下是小明写的一份探究报告：以下是小明写的一份探究报告：问题：并联电路干路电流与各支路电流有什么关系？问题：并联电路干路电流与各支路电流有什么关系？猜想：干路中的电流等于各支路电流之和。猜想：干路中的电流等于各支路电流之和。设计实验：略设计实验：略进行实验：闭合开关，记录第一支路中进行实验：闭合开关，记录第一支路中A A点、第点、第二支路中二支路中B B点、干路中点、干路
25、中C C点的电流值点的电流值 。A A点电流点电流I IA A/A /A B B点电流点电流I IB B/A/AC C点电流点电流I IC C/A /A 0.40.40.40.40.80.8请试评估小明同学这一实请试评估小明同学这一实验方案。验方案。一、评估探究过程一、评估探究过程26学校教课 分析分析 本题本题探究的是从特殊到一探究的是从特殊到一般的规律，评估时要注意：是不是般的规律，评估时要注意：是不是把所有情况都研究到了，同一种情把所有情况都研究到了，同一种情况是不是做了多次实验，不能仅通况是不是做了多次实验，不能仅通过一种情况、一次实验就得到普遍过一种情况、一次实验就得到普遍结论。结论
26、。答案答案仅凭一组数据就得出结论仅凭一组数据就得出结论不具有普遍性，还应该更换不同的不具有普遍性，还应该更换不同的灯泡，通过多次实验，总结得出结灯泡，通过多次实验，总结得出结论。论。27学校教课启示启示多次实验寻求普遍规律多次实验寻求普遍规律 当实验探究的是从特殊到当实验探究的是从特殊到一般的规律时，仅凭一组一般的规律时，仅凭一组数据就得出结论不具有普数据就得出结论不具有普遍性，应该通过多次实验遍性，应该通过多次实验总结得出结论。总结得出结论。 28学校教课例例2 2 在在“摩擦力摩擦力”的科学探究中，某班同学的科学探究中，某班同学猜想摩擦力可能与接触面的粗糙程度、压猜想摩擦力可能与接触面的粗
27、糙程度、压力和物体运动的速度三个因素有关。小丽力和物体运动的速度三个因素有关。小丽探究摩擦力与滑块运动速度的关系实验如探究摩擦力与滑块运动速度的关系实验如图所示，请指出其中明显的错误。图所示，请指出其中明显的错误。一、评估探究过程一、评估探究过程29学校教课分析分析 小丽在研究摩擦力与滑块运小丽在研究摩擦力与滑块运动速度的关系的过程中，不仅滑块动速度的关系的过程中，不仅滑块的速度改变了，而且滑块与接触面的速度改变了，而且滑块与接触面间的压力与改变了，那么摩擦力的间的压力与改变了，那么摩擦力的变化就不知是由哪个因素的变化引变化就不知是由哪个因素的变化引起的。起的。答案答案 在研究摩擦力与滑块运动
28、速在研究摩擦力与滑块运动速度的关系的过程中，我们应该遵循度的关系的过程中，我们应该遵循控制变量法，控制接触面粗糙程度、控制变量法，控制接触面粗糙程度、压力这些因素不变。压力这些因素不变。30学校教课启示启示注重控制变量法的使用注重控制变量法的使用 控制变量法是物理实验的控制变量法是物理实验的重要方法，科学探究中要重要方法，科学探究中要注意评估对控制变量法的注意评估对控制变量法的使用。使用。31学校教课二、评估探究结果二、评估探究结果例例 在探究海波熔化的规律时，小明设计了在探究海波熔化的规律时，小明设计了如左图所示方案，他在处理数据分析论证如左图所示方案，他在处理数据分析论证时，在方格纸上描出
29、了实验数据对应的坐时，在方格纸上描出了实验数据对应的坐标点。请指出海波的熔点。标点。请指出海波的熔点。32学校教课分析分析 评估时应注重实评估时应注重实验数据的真实性。方格验数据的真实性。方格纸上第纸上第3 3分钟的温度低于分钟的温度低于第第2 2分钟的温度，这是不分钟的温度，这是不正常的，应该去掉这个正常的，应该去掉这个错误数据。错误数据。答案答案 海波的熔点应该海波的熔点应该是是4848。33学校教课启示启示注重数据的真实性注重数据的真实性要注意评估实验数据的真要注意评估实验数据的真实性，发现异常的数据要注意实性，发现异常的数据要注意分析是数据记错了，还是受另分析是数据记错了，还是受另一种规律支配的结果。对于错一种规律支配的结果。对于错误的数据应该去掉，或者重新误的数据应该去掉，或者重新测量。测量。34学校教课
